(57)【要約】本発明は、自己会合型ヤヌスマイクロ粒子及びその製造方法に関し、本発明を用いて相分離度合が精度よく制御されたヤヌスマイクロ粒子を製造することができ、且つ一方の表面のみに選択的に金属酸化物などをコートして安定した界面配向性を具現することができ、また、本発明を用いて相分離度合が精度よく制御され且つ克明な両親媒性を有する非等方性構造のヤヌスマイクロ粒子を大量生産することができるため、本発明に係るヤヌスマイクロ粒子及びその製造方法は、多様な分野で広く活用されて産業発展に寄与することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヤヌスマイクロ粒子であって、
前記粒子は、
ポリスチレンを含む第１ドメイン；及びポリテトラデシルアクリレートを含む第２ドメインを含むヤヌスマイクロ粒子。
【請求項２】
前記第１ドメインのポリスチレンは、表面に親水性物質誘導基が共有結合されたものである、請求項１に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項３】
前記第１ドメインは、ポリスチレンを含むコア；及び前記コア上にコートされた親水性物質コーティング層を含むものである、請求項２に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項４】
前記親水性物質コーティング層は、ポリスチレンの表面に共有結合された親水性物質誘導基に親水性物質が結合されたものである、請求項３に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項５】
前記親水性物質誘導基は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びポロキサマーからなる群より選ばれる一つ以上を含むものである、請求項２に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項６】
前記親水性物質は、シリカナノ粒子を含むものである、請求項４に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項７】
前記ヤヌスマイクロ粒子は、粒子全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５〜０．７５である、請求項１に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項８】
前記ヤヌスマイクロ粒子は、等価球形に換算したときの直径が１マイクロメートル〜１００マイクロメートルである、請求項１に記載のヤヌスマイクロ粒子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のヤヌスマイクロ粒子を含む、エマルジョン組成物。
【請求項１０】
前記エマルジョンは、ピッカリングエマルジョンである、請求項９に記載のエマルジョン組成物。
【請求項１１】
前記エマルジョンは、前記ヤヌスマイクロ粒子の全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５以上０．３７未満である場合に油中水型（ｗ／ｏ）、０．３７以上０．７５未満である場合に水中油型（ｏ／ｗ）のものである、請求項９に記載のエマルジョン組成物。
【請求項１２】
請求項９に記載のエマルジョン組成物を含む、化粧料組成物。
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法であって、
（１）分散重合によりポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）テトラデシルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記テトラデシルアクリレート単量体を吸収させて、ポリスチレン粒子を膨潤させる過程；及び
（４）光重合によりテトラアクリレートルを重合させ、相分離を起こす過程を含む、ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項１４】
前記過程（１）の分散重合は、ポリスチレン粒子の表面に親水性物質誘導基を生成させるための化合物の存在下で行われる、請求項１３に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項１５】
当該方法は、前記過程（４）の後、シリカナノ粒子を親水性物質誘導基に結合させて親水性物質コーティング層を形成する過程（５）をさらに含む、請求項１３に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項１６】
前記過程（２）の混合溶媒は、Ｃ１〜Ｃ６のアルコール：水が４：１〜１：４の体積比率で混合された溶液である、請求項１３に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項１７】
前記過程（３）は、架橋剤及び光重合開始剤のいずれか一つ以上を投入して行う、請求項１３に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【請求項１８】
両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法であって、
前記両親媒性マイクロ粒子は、
（１）分散重合によりポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）アルキルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記アルキルアクリレート単量体を吸収させて、膨潤させる過程；及び
（４）光重合によりアルキルアクリレートを重合させて相分離を起こす過程を含む、方法で製造され、
前記マイクロ粒子構造の調節は、
前記アルキルアクリレート単量体のアルキル炭素数の変化；
前記混合溶媒の変化；及び
前記ポリスチレン粒子の膨潤の比率の変化のうちの、
いずれか一つ以上により行われる、両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法。
【請求項１９】
前記アルキル炭素数の変化は、５〜２０の範囲内で変化することである、請求項１８に記載の両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法。
【請求項２０】
前記混合溶媒の変化は、Ｃ１〜Ｃ６のアルコール：水の体積比率が４：１〜１：４の範囲内で変化することである、請求項１８に記載の両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法。
【請求項２１】
前記膨潤の比率の変化は、ヤヌスマイクロ粒子の全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５〜０．７５になるように変化することである、請求項１８に記載の両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書には、自己会合型ヤヌスマイクロ粒子及びその製造方法に関する技術が開示される。
【背景技術】
【０００２】
化粧品や医薬品分野では、皮膚に効能のある各種の物質を皮膚に有効に作用させるために、当該物質を製品中に安定して捕集し、皮膚の状態を改善させることができる剤形の開発が求められてきていた。しかし、多くの生理活性効能物質が水相に難溶性であるか不安定であるため、全体系を不安定にさせる場合が多かった。
【０００３】
これを克服するために、効能物質を剤形中により安定し且つ容易に捕集する技術が、その価値を認められてきていた。代表的な例として、特定の親水性・疎水性比の値を有する界面活性剤を用いて半剤形を製造した後、これを高圧乳化機などで処理して形成させた乳化粒子、植物あるいは動物由来のリン脂質原料を用いて単一あるいは多重膜を形成させて効能物質を捕集させたリポソームなどがある。
【０００４】
また、微細大きさの粒子を活用して安定化した巨大乳化粒子を形成することができるピッカリングエマルジョン（Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）技術についても研究が進められている。ピッカリングエマルジョン中の微細粒子は、その特性に応じて水相と油相との間で表面接触角に差異があり、接触角によって油中水型または水中油型の巨大乳化粒子が形成される。
【０００５】
ピッカリングエマルジョンなどに多様に活用することができる微細粒子について研究が進められているが、微細粒子の形態的調節の限界、両親媒性の不明確、巨大乳化粒子の保持能力の制限、及び均一な大量生産不可などの問題点があって実質的な応用が難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−１９９７−００２５５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一側面において、本明細書は、明確に相分離がなされた自己会合型ヤヌスマイクロ粒子及びその製造方法を提供することで、ヤヌスマイクロ粒子の形態を自在に制御し、乳化粒子（ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｄｒｏｐ）の保持時間を改善し、且つヤヌス粒子を均一に大量生産することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本明細書に開示された技術は、一側面において、ヤヌスマイクロ粒子であって、前記粒子は、ポリスチレンを含む第１ドメイン；及びポリテトラデシルアクリレートを含む第２ドメインを含むヤヌスマイクロ粒子を提供する。
【０００９】
他の側面において、本明細書に開示された技術は、前記ヤヌスマイクロ粒子を含むエマルジョン組成物を提供し、前記エマルジョン組成物を含む化粧料組成物を提供する。
【００１０】
また他の側面において、本明細書に開示された技術は、前記ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法を提供し、両親媒性マイクロ粒子の構造の調節方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、一側面において、相分離が明確になされたヤヌスマイクロ粒子を提供することで、克明な両親媒性ヤヌスマイクロ粒子が多様な分野で活用できるようにし、且つかかる粒子の製造方法を提供することで大量生産を実現することができ、さらには、粒子構造の調節方法を提供することでヤヌスマイクロ粒子の相分離度合を精度よく調節し、目的及び用途に応じた多様な粒子を製造できるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一側面に係るヤヌスマイクロ粒子の製造過程の概要を示す図である。
【図２】本発明の一側面に従って重合したポリスチレン、テトラデシルアクリレート単量体が前記ポリスチレン中に含まれて膨潤した状態、光重合によってポリテトラデシルアクリレートが形成されて相分離になされたヤヌスマイクロ粒子を順に示す図である。
【図３】本発明の一側面に係るヤヌスマイクロ粒子にシリカナノ粒子をコートする過程を示す図である。
【図４】本発明の一側面に従って、直径１００ｎｍであるシリカ粒子、直径３００ｎｍであるシリカ粒子をそれぞれコートしたヤヌスマイクロ粒子を示す図である。
【図５】本発明の一側面に係る両親媒性ヤヌス粒子が両立液体相で有効に濡れ性を発揮することを示す図である。
【図６】本発明の一側面に係るヤヌスマイクロ粒子において、ポリスチレン部分とポリテトラデシルアクリレート部分を示す蛍光顕微鏡イメージとヤヌスマイクロ粒子が球形であることを示す電子顕微鏡イメージである。
【図７】本発明の一側面に従って、ポリスチレンとヤヌスマイクロ粒子の大きさを比べた図である。
【図８】本発明の一側面に係るポリビニルピロリドンがポリスチレン表面に共有結合されていることを示すＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析図である。
【図９ａ】本発明の一側面に従ってアルキルアクリレートのアルキル基を変化させた場合を示す図である。
【図９ｂ】本発明の一側面に従ってアルキルアクリレートのアルキル基を変化させた場合を示す図である。
【図９ｃ】本発明の一側面に従ってアルキルアクリレートのアルキル基を変化させた場合を示す図である。
【図９ｄ】本発明の一側面に従ってアルキルアクリレートのアルキル基を変化させた場合を示す図である。
【図９ｅ】エタノール／水の混合溶媒においてエタノール／水の体積比率を変化させた場合の結果を示す図である。
【図９ｆ】エタノール／水の混合溶媒においてエタノール／水の体積比率を変化させた場合の結果を示す図である。
【図９ｇ】エタノール／水の混合溶媒においてエタノール／水の体積比率を変化させた場合の結果を示す図である。
【図９ｈ】エタノール／水の混合溶媒においてエタノール／水の体積比率を変化させた場合の結果を示す図である。
【図１０ａ】本発明の一側面に従って膨潤比率を調節することで非等方性度が変わったヤヌスマイクロ粒子を示す図である。
【図１０ｂ】本発明の一側面に従って膨潤比率を調節することで非等方性度が変わったヤヌスマイクロ粒子を示す図である。
【図１０ｃ】本発明の一側面に従って膨潤比率を調節することで非等方性度が変わったヤヌスマイクロ粒子を示す図である。
【図１１ａ】本発明の一側面に係るピッカリングエマルジョンの顕微鏡イメージを示す図である。
【図１１ｂ】本発明の一側面に係るピッカリングエマルジョンの顕微鏡イメージを示す図である。
【図１２】本発明の一側面に従って、非等方性度とヤヌスマイクロ粒子の界面接触角との関係を示す図である。
【図１３】本発明の一側面に従って、非等方性度とピッカリングエマルジョンドラップ（ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｄｒｏｐ）の保持時間との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
本明細書に開示されたヤヌスマイクロ粒子（Ｊａｎｕｓ  ｍｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅ）とは、マイクロ大きさの粒子一個に二つの異なる構造や性質が一緒に含まれた粒子を含む。狭義では、球形粒子の一部の部分と他の部分のそれぞれが別途の構造や性質を有する場合を意味し、前記構造や特性は、一般的に内部または表面上の構造、結合物、または物理・化学的特性が異なって差が生じることを含む。
【００１５】
本明細書に開示された親水性物質誘導基とは、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）の表面に結合（共有結合を含む）できる化合物であって、親水性物質を自己に結合（水素結合を含む）させることで、ポリスチレンの外郭に前記親水性物質がコートできるように誘導する化合物を含む。
【００１６】
本明細書に開示される直径とは、粒子の平均直径を意味し、粒子は３次元物体であるため、完全な球形ではない場合、直径を測定するために等価球形（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｓｐｈｅｒｅ）概念を用いて算出される直径を含む。例えば、同じ最大長さの球形、同じ最小長さの球形、同一質量の球形、同一体積の球形、同一表面積の球形、同じシーブ（ｓｉｅｖｅ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）を通過する球形、同じ沈降速度を有する球形など、実際の粒子と同じ特性を有する等価球形に換算して該等価球形の直径を算出することができ、このような直径に対して平均値を算出して用いることができる。
【００１７】
本発明は、一側面において、ヤヌスマイクロ粒子であって、前記粒子は、ポリスチレンを含む第１ドメイン；及びポリテトラデシルアクリレート（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｄｅｃｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）を含む第２ドメインを含むヤヌスマイクロ粒子を提供する。
【００１８】
例示的な一具現例によると、前記第１ドメインのポリスチレンは、表面に親水性物質誘導基が共有結合されたものであってよい。
【００１９】
例示的な一具現例によると、前記第１ドメインは、ポリスチレンを含むコア；及び前記コア上にコートされた親水性物質コーティング層を含むものであってよい。
【００２０】
例示的な一具現例によると、前記親水性物質コーティング層は、ポリスチレンの表面に共有結合された親水性物質誘導基に親水性物質が結合されたものであってよい。
【００２１】
例示的な一具現例によると、前記親水性物質誘導基は、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリエチレンイミン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｉｍｉｎｅ）、及びポロキサマー（ｐｏｌｏｘａｍｅｒ）からなる群より選ばれる一つ以上を含むものであってよく、好ましくは、ポリビニルピロリドンであってよい。前記ポロキサマーは、ポロキサマー４０７またはｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）−ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）−ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）である三元共重合体であってよい。
【００２２】
例示的な一具現例によると、前記親水性物質は、シリカナノ粒子を含むものであってよい。
【００２３】
本明細書において、非等方性度（ｔｈｅ  ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｊａｎｕｓｉｔｙ）は、Ｄ／Ｄ０で定義され、ここで、Ｄはヤヌスマイクロ粒子中の第２ドメインの短い直径を意味し、Ｄ０は粒子全体の直径を意味する（図１０ｃ参照）。例示的な一具現例によると、前記ヤヌスマイクロ粒子は、粒子全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５〜０．７５であってよい。他の側面において、前記非等方性度は、０．２５以上、０．３以上、０．３５以上、０．３７以上、０．４以上、０．４５以上、０．５以上、０．５５以上、０．６以上、または０．７以上であり、且つ０．７５以下、０．７以下、０．６以下、０．５５以下、０．５以下、０．４５以下、０．４以下、０．３７以下、０．３５以下、または０．３以下であってよく、好ましくは、０．４５〜０．５５であってよい。
【００２４】
例示的な一具現例によると、前記ヤヌスマイクロ粒子は、等価球形に換算したときの直径が１マイクロメートル（μｍ）〜１００マイクロメートルであってよい。他の側面において、前記直径は、１μｍ以上、３μｍ以上、５μｍ以上、７μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、３０μｍ以上、６０μｍ以上、または８０μｍ以上であり、且つ１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下、７μｍ以下、５μｍ以下、または３μｍ以下であってよく、好ましくは、３μｍ〜１０μｍであってよい。
【００２５】
前記ヤヌスマイクロ粒子は、相分離が克明な状態（図２、図３、及び図４参照）であるので、両親媒性の付与などの明確な相分離を要する分野において多様に活用可能であろう。特に、シリカナノ粒子をコートして親水性を付与すると、疎水性部分と親水性部分とが明確に区別されるので（図４及び図５参照）、相分離が困難であった従来の粒子に比べ、顕著に優れた性質を持つといえよう。また、このような克明な両親媒性によってピッカリングエマルジョンなどの多様な用途に広く活用できるであろう。
【００２６】
本発明は、他の側面において、前記ヤヌスマイクロ粒子を含むエマルジョン組成物を提供する。
【００２７】
例示的な一具現例によると、前記エマルジョンは、ピッカリングエマルジョンであってよい。
【００２８】
例示的な一具現例によると、前記エマルジョンは、前記ヤヌスマイクロ粒子の全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５以上０．３７未満である場合、油中水型（ｗ／ｏ）、０．３７以上０．７５未満である場合、水中油型（ｏ／ｗ）のものであってよい。
【００２９】
例示的な一具現例によると、前記エマルジョン組成物は、エマルジョンドラップの保持時間が向上したものであってよい。他の側面において、前記保持時間は、２０時間以上、４０時間以上、６０時間以上、８０時間以上、または１００時間以上であってよく、好ましくは、６０時間以上であってよい。
【００３０】
従来技術では、エマルジョンドラップの保持時間が短くて製品の品質保持に困難があったし、これを改善する方案がほとんどなかったが、本発明の一側面に係るエマルジョン組成物は、非等方性度を０．５またはこれに近く調節して、エマルジョンドラップ（ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｄｒｏｐ）の保持時間が顕著に向上したものである（図１３参照）。
【００３１】
本発明は、他の側面において、前記エマルジョン組成物を含む化粧料組成物を提供する。
【００３２】
本発明の一具現例に係る、化粧料組成物は、剤形において特に限定されることがなく、ヘアトニック、スカルプトリートメント、ヘアクリーム、一般軟膏剤、柔軟化粧水、収斂化粧水、栄養化粧水、アイクリーム、栄養クリーム、マッサージクリーム、クレンジングクリーム、クレンジングフォーム、クレンジングウォーター、パウダー、エッセンス、パック、ボディーローション、ボディークリーム、ボディーオイル、ボディーエッセンス、メーキャップベース、ファウンデーション、染毛剤、シャンプー、リンス、ボディー洗浄剤、歯磨き、口腔洗浄剤、ローション、ゲル、パッチ、または噴霧剤などに剤形化され得る。
【００３３】
また、本発明は、また他の一側面において、
前記ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法であって、
（１）分散重合によってポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）テトラデシルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記テトラデシルアクリレート単量体を吸収させて、ポリスチレン粒子を膨潤させる過程；及び
（４）光重合によってテトラアクリレートルを重合させ、相分離を起こす過程を含む、ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法を提供する。
【００３４】
例示的な一具現例によると、前記過程（１）の分散重合は、ポリスチレン粒子の表面に親水性物質誘導基を生成させるための化合物の存在下で行われていてよい。
【００３５】
例示的な一具現例によると、前記親水性物質誘導基を生成させるための化合物は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、またはポロキサマーからなる群より選ばれるいずれか一つ以上であってよい。前記ポロキサマーは、ポロキサマー４０７またはｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）−ｐｏｌｙ（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）−ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）（ＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯ）である三元共重合体であってよい。
【００３６】
例示的な一具現例によると、前記方法は、前記過程（４）の後、シリカナノ粒子を親水性物質誘導基に結合させて親水性物質コーティング層を形成する過程（５）をさらに含んでいてよい。
【００３７】
例示的な一具現例によると、前記過程（２）の混合溶媒は、Ｃ１〜Ｃ６のアルコール：水が４：１〜１：４の体積比率で混合された溶液であってよい。他の側面において、前記Ｃ１〜Ｃ６のアルコールは、好ましくは、エタノールであってよい。また他の側面において、前記体積比率は、１〜４：１〜４であってよく、好ましくは、３：２であってよい。
【００３８】
例示的な一具現例によると、前記過程（３）は、架橋剤及び光重合開始剤のいずれか一つ以上を投入して行なっていてよい。前記架橋剤は、エチレングリコールジメタクリレート（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＥＧＤＭＡ）を含むものであってよく、前記光重合開始剤は、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（１−ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ  ｐｈｅｎｙｌｋｅｔｏｎｅ）を含むものであってよい。
【００３９】
前記製造方法により、相分離が克明になったヤヌスマイクロ粒子を大量で製造することができた。既存のヤヌス粒子は、相分離度合が不明確で大量生産が難しいという問題があったが、本発明は、一具現例により相分離が克明なヤヌスマイクロ粒子（図２、図４参照）を大量で生産できる方法を確認したものである。
【００４０】
本発明は、また他の一側面において、
両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法であって、
前記両親媒性マイクロ粒子は、
（１）分散重合によりポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）アルキルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記アルキルアクリレート単量体を吸収させて、膨潤させる過程；及び
（４）光重合によりアルキルアクリレートを重合させ、相分離を起こす過程を含む方法で製造され、
前記マイクロ粒子構造の調節は、
前記アルキルアクリレート単量体のアルキル炭素数の変化；
前記混合溶媒の変化；及び
前記ポリスチレン粒子の膨潤比率の変化のうちの、
いずれか一つ以上により行われる、両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法を提供する。
【００４１】
例示的な一具現例によると、前記アルキル炭素数の変化は、５〜２０の囲内で変化することであってよい。好ましくは、前記アルキル炭素数は、６、１２、１４、または１６であってよく、より好ましくは、１４であってよい。また、前記アルキルアクリレートは、メタクリル酸ラウリル（Ｌａｕｒｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を含むものであってよい。
【００４２】
例示的な一具現例によると、前記混合溶媒の変化は、Ｃ１〜Ｃ６のアルコール：水の体積比率が４：１〜１：４の範囲内で変化することであってよい。他の側面において、前記Ｃ１〜Ｃ６のアルコールは、好ましくは、エタノールであってよい。また他の側面において、前記体積比率は、１〜４：１〜４であってよく、好ましくは、３：２であってよい。
【００４３】
本明細書において膨潤比率とは、前記マイクロ粒子において第２ドメイン／第１ドメイン（ｗ／ｗ）のことをいい、ポリスチレン重合の後、アルキルアクリレート単量体をポリスチレン中に内包させて粒子を膨潤させるときに単量体の量、溶媒、温度、時間などの多くの条件などを調節することで変化させることができる。
【００４４】
例示的な一具現例によると、前記膨潤比率の変化は、非等方性度が０．２５〜０．７５になるように変化することであってよい。他の側面において、前記膨潤の比率は、前記非等方性度が０．２５以上、０．３以上、０．３５以上、０．３７以上、０．４以上、０．４５以上、０．５以上、０．５５以上、０．６以上、または０．７以上であり、且つ０．７５以下、０．７以下、０．６以下、０．５５以下、０．５以下、０．４５以下、０．４以下、０．３７以下、０．３５以下、または０．３以下になるように変化させることであってよく、好ましくは、０．４５〜０．５５になるように変化させることであってよい。
【００４５】
本発明は、一具現例により、アルキルアクリレート単量体のアルキル基の炭素数を変化させるか、混合溶媒のアルコール：水の体積比率を変化させることで、相分離度合を精度よく調節することができることを確認した（図９ａ〜図９ｈ参照）。
【００４６】
一方、膨潤比率を変化させることで非等方性度が精度よく調節できるようになり（図１０ａ〜図１０ｃ参照）、その結果、界面配向時の接触角の調節（図１２）及びピッカリングエマルジョンの保持時間（図１３）も顕著に向上できることを確認した。
【００４７】
以下、本発明の理解を助けるために好適な実施例、実験例及び比較例を提示する。なお、下記の例は本発明をより容易に理解するために提供されるものであるに過ぎず、下記の例によって本発明の内容が限定されることではない。
【００４８】
＜実施例１＞ヤヌスマイクロ粒子の製造
本発明のヤヌスマイクロ粒子を製造するために、スチレン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、Ｍｎ＝４０,０００ｇ  ｍｏｌ−１）、無水エタノール、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、Ｍｗ＝１３,０００〜２３,０００ｇ  ｍｏｌ−１、８７〜８９％加水分解されたもの）、エチレングリコールジメタクリレート（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＥＧＤＭＡ、９８％）、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（１−ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ  ｐｈｅｎｙｌｋｅｔｏｎｅ、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４、９９％）、ヘキシルアクリレート（９８％）、ドデシルアクリレート（９６％）、９−ビニルアントラセン（９−ｖｉｎｙｌａｎｔｈｒａｃｅｎｅ、ＶＡ）、ポロキサマー４０７（Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ  ４０７、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｆ−１２７）をＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ（ＵＳＡ）社から入手し、２,２’−アゾビス（２,２’−Ａｚｏｂｉｓ、ｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＡＩＢＮ、９８％）はＪｕｎｓｅｉ（Ｊａｐａｎ）社から入手し、テトラデシルアクリレート（ＴＡ）、ヘキサデシルアクリレートはＴＣＩ（Ｊａｐａｎ）社から入手し、シリカナノ粒子（ＫＥ−Ｐ１０、ＫＥ−Ｐ３０）はＮｉｐｐｏｎ  Ｓｈｏｋｕｂａｉ（Ｊａｐａｎ）社から入手した。水は脱イオン化した蒸留水を用いた。
【００４９】
また、それぞれの粒子の基本的なイメージを確認するために明視野顕微鏡（ｂｒｉｇｈｔ  ｆｉｅｌｄ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、Ａｘｉｏ  Ｖｅｒｔ. Ａ１、Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いた。粒子のヤヌス相（Ｊａｎｕｓ  ｐｈａｓｅ）は蛍光顕微鏡（Ａｘｉｏ  Ｖｅｒｔ. Ａ１、Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ、Ｇｅｒｍａｎｙ）にて評価したが、蛍光プローブとして、９−ビニルアントラセン（９−ｖｉｎｙｌａｎｔｈｒａｃｅｎｅ、０．１ｗｔ％、Ａｌｄｒｉｃｈ）をポリスチレン重合体とともに共重合させた。それぞれの粒子の具体的な形態は電子顕微鏡（ＳＥＭ、Ｓ−４８００、Ｈｉｔａｃｈｉ、Ｊａｐａｎ）で観察し、直径は電子顕微鏡イメージから分析した。１００個以上の粒子を分析して平均する方式を用いた。粒子の表面の化学的性質は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ、Ｔｈｅｔａ  Ｐｒｏｂｅ、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、ＵＳＡ）を用いた。
【００５０】
本発明の一実施例に係るヤヌスマイクロ粒子の製造手順では図１のとおりである。
【００５１】
先ず、分散重合により等価球形換算直径３マイクロメートル大きさのポリスチレン粒子を合成した。
【００５２】
具体的に、１００ｍｌ容量の丸底フラスコ内でスチレン５ｍｌ、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）１．０ｇ、ＡＩＢＮ  ０．０５ｇを無水エタノール（５０ｍｌ、２００  ｐｒｏｏｆｓ）に溶解させた。反応過程で酸素を除去するために、５分間窒素パージをさせた。次いで、４８時間、６０ｒｐｍで撹拌し、７０℃で湯煎して重合を起こした。重合の後、残留単量体と残りの物質を除去するために、ポリスチレン粒子をエタノール及びエタノール／水の混合液（１：１の比率、ｖ／ｖ）でそれぞれ繰り返し洗い流した。これは遠心分離を用いて行った。次いで、エタノール／水の混合溶液（２／１、ｖ／ｖ）に前記ポリスチレン粒子を保存した。粒子の濃度は１０ｗｔ％に調整した。
【００５３】
前記ポリスチレン粒子の明視野顕微鏡（ｂｒｉｇｈｔ  ｆｉｅｌｄ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）イメージは、図２の一番目の図面のとおりである。また、ポリスチレン表面に共有結合されたポリビニルピロリドンは、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析で確認した（図８）。ポリスチレン（ＰＳ）を分散重合するとき、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）がポリスチレン表面にグラフト（ｇｒａｆｔｉｎｇ）され、このため、ポリスチレンシード（ｓｅｅｄ）には元素Ｎのインテンシテ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）が高く示された（図８のａ）。一方、ポリスチレン／ポリテトラデシルアクリレートヤヌス粒子の製造後は、全体粒子に対するポリスチレン部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）が相対的に減少し、表面にあるポリビニルピロリドンの元素Ｎのインテンシテが低くなった（図８のｂ）。すなわち、これを通じて、ポリスチレン表面にポリビニルピロリドンがグラフとされたことが確認された。
【００５４】
次いで、単分散性のヤヌスマイクロ粒子を製造するために、テトラデシルアクリレート単量体を用いて膨潤及び光重合を実施した。
【００５５】
具体的に、前記方法にて合成されたポリスチレン粒子０．１ｇをエタノール／水（５ｍｌ、３／２、ｖ／ｖ）の混合溶媒に分散させた。凝集防止のために室温で３０分間超音波処理を施した。粒子の安定化のために、ポロキサマー４０７（Ｐｏｌｏｘａｍｅｒ  ４０７、Ｐｌｕｒｏｎｉｃ  Ｆ−１２７、２ｗｔ％）及びポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｌｃｏｈｏｌ、ＰＶＡ、２ｗｔ％）を添加した。その後、テトラデシルアクリレート単量体（６５ｗｔ％）、架橋剤としてのＥＤＧＭＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ｄｉｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、２０ｗｔ％）、光重合開始剤としての１−ｈｙｄｒｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ  ｐｈｅｎｙｌｋｅｔｏｎｅ（Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４、１５ｗｔ％）の混合物をポリスチレン粒子分散液に添加した。次いで、室温で５０ｒｐｍで回転させ、６時間膨潤過程を施した。膨潤された粒子の明視野顕微鏡イメージは、図２の二番目の図面のとおりである。
【００５６】
膨潤過程が終わった後、紫外線の照射（ｌ＝３６５ｎｍ、ＪＨＣ１−０５１Ｓ−Ｖ２、Ａ＆Ｄ、韓国）を５分間実施して相分離を行った。製造されたヤヌスマイクロ粒子は、残留物質を除去するために、エタノール／水（１／１、ｖ／ｖ）で洗い流した。
【００５７】
相分離が終わった粒子の明視野顕微鏡イメージは、図２の三番目の図面のとおりである。また、電子顕微鏡イメージから粒子が球形であることを確認し（図６の二番目の図面）、蛍光顕微鏡イメージからポリスチレン部分とポリテトラデシルアクリレート部分とが一つの球形粒子中で明確に相分離がなされていることを確認した（図６の一番目の図面、明るい半球形部分がポリスチレン部分で、暗い部分がポリテトラデシルアクリレート部分）。また、ポリスチレン粒子と前記ヤヌスマイクロ粒子の大きさを比べた結果は、図７のとおりである。
【００５８】
＜実施例２＞シリカナノ粒子の結合
前記ヤヌスマイクロ粒子に両親媒性を付与するために、ポリスチレン表面に共有結合されたポリビニルピロリドンにシリカナノ粒子を水素結合させた（図３）。
【００５９】
具体的に、ポリスチレン／ポリテトラデシルアクリレートヤヌス粒子０．０１５ｇ及びシリカナノ粒子０．０１ｇのそれぞれをエタノール／水の混合溶媒（２．５ｍｌ、１／１、ｖ／ｖ）によく分散させた。次いで、シリカナノ粒子分散液をヤヌス粒子分散液に一滴ずつ３０分にわたり添加し、その間、室温で弱い音波処理（ｓｏｎｉｃａｔｉｎｇ）を施した。その後、該混合物を室温で２４時間、５０ｒｐｍで回転させた。残留シリカナノ粒子の除去のために、エタノール／水の混合溶液（１／１、ｖ／ｖ）を用いて、混合物を繰り返し遠心分離した。前記両親媒性ヤヌス粒子は水中に入れ、室温で保管した。
【００６０】
前記シリカナノ粒子は、直径１００ｎｍ及び直径３００ｎｍのものに対しそれぞれ別個に結合させ、その電子顕微鏡イメージは図４のとおりである。
【００６１】
＜実施例３＞ピッカリングエマルジョン（Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）の製造
前記シリカ粒子がコートされた両親媒性ヤヌスマイクロ粒子を用いてピッカリングエマルジョン（Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ）を製造した。
【００６２】
具体的に、シリカ粒子がコートされた両親媒性ヤヌスマイクロ粒子１ｗｔ％を水に入れ、室温で５分間音波処理してよく分散させた。その後、１０ｖｏｌ％ヘキサデカン（ｈｅｘａｄｅｃａｎｅ）をヤヌス粒子分散液と同じ体積で、該分散液に添加した。その後、１０秒間渦巻き運動を起こさせ、これにより、ヤヌス粒子が安定化したピッカリングエマルジョンを製造した。本発明に係る両親媒性ヤヌス粒子の場合、両立液体相で直ちに有効に濡れ性を発揮した（図５）。
【００６３】
＜実験例１＞マイクロ粒子の形態制御
前記実施例で用いられた単量体の種類を変えて膨潤及び光重合を実施する場合、多様な形態の粒子を製造することができる。
【００６４】
具体的に、前記単量体をヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、テトラデシルアクリレート、及びヘキサデシルアクリレートにして、それぞれ別個に前記実施例の手順を行い、明視野顕微鏡を用いて形態を確認した結果、それぞれ図９ａ（ヘキシルアクリレート）、図９ｂ（ドデシルアクリレート）、図９ｃ（テトラデシルアクリレート）、図９ｄ（ヘキサデシルアクリレート）に示すように多様な形態の粒子を製造することができた。これにより、Ｃ１４よりも長いアルキル鎖を単量体として用いる場合、サンドイッチ模様の粒子を生成することができることを確認した。
【００６５】
一方、単量体をテトラデシルアクリレートで固定し、エタノール／水の混合溶媒の体積比率を変更して膨潤及び光重合を実施する場合にも、多様な形態の粒子を製造することができることが分かった。
【００６６】
具体的に、テトラデシルアクリレート単量体を用い、エタノール／水の混合溶媒の体積比率をそれぞれ４／１、３／２、２／３、１／４にして膨潤及び光重合を実施した場合の粒子形態は、それぞれ図９ｅ（４／１）、図９ｆ（３／２）、図９ｇ（２／３）、図９ｈ（１／４）に示すとおりである。
【００６７】
＜実験例２＞ヤヌスマイクロ粒子の非等方性度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｊａｎｕｓｉｔｙ）の制御
本発明の一実施例に係るヤヌスマイクロ粒子の非等方性度は、粒子の膨潤比を調節することで精度よく制御することができることを確認した。
【００６８】
具体的に、非等方性度（ｔｈｅ  ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  Ｊａｎｕｓｉｔｙ）は、Ｄ／Ｄ０と定義され、ここで、Ｄは、粒子中のポリスチレン（ＰＳ）部分を除いたポリテトラデシルアクリレート（ＰＴＡ）部分の短い直径を意味し、Ｄ０は、粒子全体の直径を意味する（図１０ｃ参照）。Ｄ／Ｄ０が０．２５であるときのヤヌス粒子の形態は図１０ａのように示され、Ｄ／Ｄ０が０．５であるときのヤヌス粒子の形態は図１０ｂのように示され、図１０ｃのように膨潤比（ＰＴＡ／ＰＳ、ｗ／ｗ）を調節した場合、非等方性度を０．２５〜０．５の範囲内で制御可能であることが分かった。Ｄ／Ｄ０が０．２５未満である場合に相分離が不規則であったし、Ｄ／Ｄ０が０．５を超えると、単量体の膨潤が均一に行われなかった。
【００６９】
＜実験例３＞ヤヌス粒子の界面配向性能の評価
前記ピッカリングエマルジョンから水とオイルとの界面における自己会合性能を確認するために、界面配向性能を評価した。
【００７０】
具体的に、前記実施例に係るピッカリングエマルジョンの顕微鏡イメージを確認した結果、図１１ａ及び図１１ｂのように、親水性シリカにてコートされた面は水界面と接触し、疎水性のＰＴＡ面はオイル界面と接触して、ピッカリングエマルジョン（水中油型、Ｏ／Ｗ）を形成することを確認することができた。ヤヌスマイクロ粒子全体に対する第２ドメインの非等方性度Ｄ／Ｄ０に応じて界面配向時の接触角が決まるということも確認することができ（図１２）、それにより、粒子のＷ／ＯまたはＯ／Ｗの如何も変化させることができることが分かった。確認の結果、非等方性度が０．２５以上０．３７未満である場合に油中水型（ｗ／ｏ）、０．３７以上０．７５未満である場合に水中油型（ｏ／ｗ）であってよいことが分かった（図１２）。
【００７１】
このような両親性ヤヌス粒子独特の濡れ性は、ピッカリングエマルジョンの構造的な安定度にも決定的な影響を及ぼすようになり、ピッカリングエマルジョンの接触エネルギー（ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｅｎｅｒｇｙ）Ｅは、Ｅ＝πａ２γ（１±ｃｏｓθ）２のように表すことができ（ａは粒子の半径、γは界面張力、θは接触角）、粒子の半径と界面張力が同一である場合、接触角が小さいほど接触エネルギーが増加するようになるため、非等方性度Ｄ／Ｄ０が０．５に近いほど、堅固なピッカリングエマルジョンシステムを安定して具現できる可能性が大きくなることが確認された。
【００７２】
実際、非等方性度Ｄ／Ｄ０＝０．５である場合（図１３の丸い点）のほうが、Ｄ／Ｄ０＝０．２５である場合（図１３の四角の点）よりも経時的なピッカリングエマルジョンドラップの生存能力が格段に改善するという結果を確認することができた（図１３）。
【００７３】
以上、本発明内容の特定の部分を詳細に記述したが、当業界の通常の知識を有する者にとって、このような具体的な記述は単に好適な実施態様であるに過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるものではない点は明白であろう。したがって、本発明の実質的な範囲は添付の請求項とそれらの等価物によって定義されるといえよう。
【図１】
2019519531.tif 000003
【図２】
2019519531.tif 000004
【図３】
2019519531.tif 000005
【図４】
2019519531.tif 000006
【図５】
2019519531.tif 000007
【図６】
2019519531.tif 000008
【図７】
2019519531.tif 000009
【図８】
2019519531.tif 000010
【図９ａ】
2019519531.tif 000011
【図９ｂ】
2019519531.tif 000012
【図９ｃ】
2019519531.tif 000013
【図９ｄ】
2019519531.tif 000014
【図９ｅ】
2019519531.tif 000015
【図９ｆ】
2019519531.tif 000016
【図９ｇ】
2019519531.tif 000017
【図９ｈ】
2019519531.tif 000018
【図１０ａ】
2019519531.tif 000019
【図１０ｂ】
2019519531.tif 000020
【図１０ｃ】
2019519531.tif 000021
【図１１ａ】
2019519531.tif 000022
【図１１ｂ】
2019519531.tif 000023
【図１２】
2019519531.tif 000024
【図１３】
2019519531.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月23日(2019.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本発明は、また他の一側面において、
前記ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法であって、
（１）分散重合によってポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）テトラデシルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記テトラデシルアクリレート単量体を吸収させて、ポリスチレン粒子を膨潤させる過程；及び
（４）光重合によってテトラデシルアクリレートルを重合させ、相分離を起こす過程を含む、ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法を提供する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
膨潤過程が終わった後、紫外線の照射（λ＝３６５ｎｍ、ＪＨＣ１−０５１Ｓ−Ｖ２、Ａ＆Ｄ、韓国）を５分間実施して相分離を行った。製造されたヤヌスマイクロ粒子は、残留物質を除去するために、エタノール／水（１／１、ｖ／ｖ）で洗い流した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のヤヌスマイクロ粒子を製造する方法であって、
（１）分散重合によりポリスチレン粒子を合成する過程；
（２）アルコールと水との混合溶媒に前記ポリスチレン粒子を分散させる過程；
（３）テトラデシルアクリレート単量体を前記混合溶媒に投入し、ポリスチレン粒子の内部に前記テトラデシルアクリレート単量体を吸収させて、ポリスチレン粒子を膨潤させる過程；及び
（４）光重合によりテトラデシルアクリレートルを重合させ、相分離を起こす過程を含む、ヤヌスマイクロ粒子を製造する方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２１】
前記膨潤の比率の変化は、両親媒性マイクロ粒子の全体に対する第２ドメインの非等方性度が０．２５〜０．７５になるように変化することである、請求項１８に記載の両親媒性マイクロ粒子構造の調節方法。
【国際調査報告】
2019519531.tif 000026
2019519531.tif 000027
2019519531.tif 000028
2019519531.tif 000029
2019519531.tif 000030
2019519531.tif 000031